2007年11月05日

電波時計

いまのところアイディアのみ。

PSoCをつかったワンチップ電波時計の製作なんてものがある。なるほど PSoC を使えば ほとんど外付け回路なしで作れるのかも知れない。

では、AVR で、できるだけ外付け回路なしで済ませるには、どうしたらよいのだろうと考えてみた。

PC用では、Soft66 なる ソフトラジオがある。CQ出版の付録にも付いたので知っている人もいるだろう。それをまねすることを考える。



アナログスイッチで アンテナ出力を 39 kHz の周波数で、IN/VGND , VGND/IN になるよう切り替える。2つの出力を 差動入力 ADC で受けると... IN / -IN が入力になる。この入力は 40kHz (+ 38kHz)を 1kHz に周波数変換したものになっている。差動入力なので、ATtiny861 なら ゲインも一応 4 段階に切り替えられる。

5 kHz ぐらいで データを取り込んでデジタル処理してやれば、電波時計の 1/0 の信号ぐらいはなんとかなるに違いない。
ちなみに、オペアンプを2個追加して、ATmega88を使うという手もある。1 個は 差動増幅器。もう一個は ゲイン切り替えつき増幅に使う。ゲインの切り替えはあまった 4066 で 4段階が可能。
例:

追記:
この差動増幅器は万能ではない。他の回路で使う場合は、電子回路の豆知識がわかりやすいので参照のこと。

Soft66 では、RFアンプがなく、アンテナ入力を直接アナログスイッチに入力している。高周波の増幅をしないで、オペアンプだけで済ますというのが Soft66 のキモのひとつではあるが、はたしてこれで大丈夫なのか?という不安がある。ただ、アンプを付ければ済む話なので、ダメと分かってから考えればよいだろう。

アナログスイッチの ON抵抗は、ものによって違うが 200〜300 Ωほどである。これが 初段のアンプの入力についていると思えばよい。
増幅率は、5.1K/(200〜300) なので、17〜25倍程度。この程度で十分なのか?という疑問もある。PC の 16bit とか 24bit の ADC ならば、ダイナミックレンジが広いので問題ないのかも知れない。ATtiny861 だと x8,x20,x32 の増幅が内部でできるのでたぶん大丈夫だとは思うが、5.1kHz を 10kΩとかにした方がよいかもしれない。これだと cut-off 周波数も 1kHz になる。

あと、これがうまくいくようであれば、AM ラジオにも応用可能だと思う。PWM で 1MHz 前後の周波数は精度は悪いが発振できる。そして、どれぐらいずれているか分かっているので、デジタル処理の方で補正できる。ただ、40kHz に変換するとしても、それを AVR でデジタル処理をするのは相当に厳しそう。

後記:

こういう電子工作をしていると、オシロスコープで波形を見たくなる。PC の オーディオ入力を利用したものはないかと思い、ぐぐってみたらHandyOscillo というのがあることがわかった。... →PCM2906 オーディオ帯域オシロに移動
posted by すz at 23:40| Comment(0) | TrackBack(0) | 日記
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